Phân tích đầy đủ dây chuyền sản xuất PACK pin vỏ vuông: quy trình chính, điểm kỹ thuật chính và kiểm soát chất lượng

Với sự phát triển bùng nổ của ngành công nghiệp ô tô năng lượng mới, pin năng lượng vỏ vuông đã trở thành một trong những tuyến đường công nghệ chính của thị trường pin năng lượng hiện nay do lợi thế của mật độ năng lượng cao, độ ổn định cấu trúc mạnh mẽ và tuổi thọ chu kỳ dài. Dây chuyền sản xuất PACK pin vỏ vuông là liên kết cốt lõi để kết nối lõi pin với ứng dụng cuối cùng, mức độ công nghệ của nó trực tiếp quyết định hiệu suất, độ an toàn và tính nhất quán của gói pin. Bài viết này sẽ chia sẻ kiến thức chuyên môn của dây chuyền sản xuất PACK pin vỏ vuông từ bốn chiều của quy trình cốt lõi của dây chuyền sản xuất, chi tiết quy trình chính, khó khăn kỹ thuật

PACK pin vỏ vuông đề cập đến việc kết nối nhiều lõi vỏ vuông thành các mô-đun theo chuỗi và song song, sau đó tích hợp các thành phần như hệ thống quản lý nhiệt, hệ thống quản lý pin (BMS), dây điện áp cao và thấp và thân hộp để tạo thành một bộ pin có chức năng cung cấp điện đầy đủ. Quy trình cốt lõi của dây chuyền sản xuất có thể được chia thành năm liên kết chính: xử lý trước và phân loại lõi, lắp ráp mô-đun, lắp ráp PACK, kiểm tra kiểm tra toàn bộ, đóng gói vào kho. Mỗi liên kết bao gồm một số bước quy trình chính xác cao và cần kiểm soát chặt chẽ các chi tiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Quá trình xử lý trước và phân loại lõi điện là cơ sở của lắp ráp mô-đun. Bởi vì lõi điện vỏ vuông có sự khác biệt nhỏ về thông số trong quá trình sản xuất (chẳng hạn như điện áp, công suất, điện trở bên trong, tốc độ tự xả), nếu lắp ráp trực tiếp sẽ dẫn đến hiệu suất mô-đun không đồng đều. Do đó, dây chuyền sản xuất cần được trang bị thiết bị phân loại lõi điện có độ chính xác cao, kiểm tra thông số đa chiều của lõi điện thông qua máy kiểm tra điện trở bên trong điện áp, máy kiểm tra công suất, v.v., phân loại lõi điện có thông số nhất quán thành cùng một lô, cung cấp bảo đảm cơ bản cho việc lắp ráp mô-đun tiếp theo. Ngoài ra, làm sạch bề mặt lõi cũng là bước quan trọng của quá trình xử lý trước, cần phải loại bỏ bụi và dầu trên bề mặt lõi

Liên kết lắp ráp mô-đun là một trong những quy trình cốt lõi của dây chuyền sản xuất PACK pin vỏ vuông. Liên kết này chủ yếu bao gồm ba bước: xếp chồng lõi, hàn tai cực và đóng gói mô-đun. Việc xếp chồng lõi được hoàn thành bởi robot tự động, lõi điện được sắp xếp theo thứ tự đã thiết lập, và miếng đệm cách nhiệt và vật liệu đệm được đặt giữa các lõi điện để cải thiện độ an toàn của mô-đun. Hàn tai cực thường sử dụng công nghệ hàn laser, vì độ chính xác hàn cao và đặc điểm của vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, có thể đảm bảo hiệu quả độ bền và độ dẫn điện của kết nối tai cực. Trong quá trình hàn cần phải được trang bị hệ thống giám sát thời gian thực, thông qua công nghệ kiểm tra trực quan để xác định xem mối hàn có khiếm khuyết như hàn ảo, hàn rò rỉ hay Bao bì mô-đun là đặt các bộ lõi điện xếp chồng lên nhau sau khi hàn vào khung mô-đun hợp kim nhôm, bơm keo dẫn nhiệt và đông đặc, đồng thời tích hợp các thành phần quản lý nhiệt cấp mô-đun (chẳng hạn như tấm làm mát nước) để đáp ứng nhu cầu tản nhiệt của mô-đun.

Liên kết lắp ráp PACK là bước quan trọng để chuyển đổi mô-đun thành bộ pin hoàn chỉnh. Liên kết này bao gồm bốn bước cốt lõi: cố định mô-đun, kết nối dây nịt, tích hợp BMS và niêm phong hộp. Cố định mô-đun sử dụng thiết bị thắt chặt tự động, cố định nhiều mô-đun trong hộp PACK theo vị trí thiết kế, đảm bảo khoảng cách giữa các mô-đun đáp ứng yêu cầu thiết kế. Kết nối dây nịt phải hoàn thành kết nối dây điện áp cao và thấp theo đúng sơ đồ mạch, điểm kết nối cần xử lý cách nhiệt và niêm phong chống thấm nước. Tích hợp BMS là kết nối hệ thống quản lý pin với mô-đun để thực hiện giám sát trạng thái, kiểm soát sạc và xả và bảo vệ an toàn của bộ pin. Niêm phong hộp sử dụng quy trình hàn laser hoặc keo niêm phong để đảm bảo rằng bộ pin đạt mức bảo vệ trên IP67, ngăn nước và bụi xâm nhập vào bên

Liên kết kiểm tra kiểm tra đầy đủ là tuyến phòng thủ cuối cùng để đảm bảo chất lượng PACK của pin vỏ vuông. Liên kết này bao gồm ba loại kiểm tra hiệu suất điện, kiểm tra khả năng thích ứng với môi trường và kiểm tra hiệu suất an toàn. Kiểm tra hiệu suất điện bao gồm kiểm tra công suất, kiểm tra điện trở bên trong, kiểm tra chu kỳ sạc và xả, kiểm tra cân bằng điện áp, v.v. để xác minh hiệu suất điện cơ bản của gói pin. Kiểm tra khả năng thích ứng với môi trường bao gồm kiểm tra chu kỳ nhiệt độ cao và thấp, kiểm tra rung, kiểm tra phun muối, v.v., mô phỏng điều kiện môi trường khắc nghiệt của gói pin trong sử dụng thực tế. Kiểm tra hiệu suất an toàn bao gồm kiểm tra sạc và xả, kiểm tra ngắn mạch, kiểm tra siết chặt, kiểm tra Ngoài ra, dây chuyền sản xuất cũng cần được trang bị hệ thống kiểm tra trực quan AOI để kiểm tra toàn diện diện mạo của PACK, kết nối dây nịt, điểm hàn, v.v. để đảm bảo diện mạo và cấu trúc của sản phẩm phù hợp với tiêu chuẩn.

Hệ thống kiểm soát chất lượng là hỗ trợ quan trọng cho dây chuyền sản xuất PACK pin vỏ vuông. Dây chuyền sản xuất cần thiết lập hệ thống truy xuất nguồn gốc toàn bộ quy trình, ghi lại thông tin sản xuất của mỗi pin, mô-đun, PACK thông qua mã QR hoặc công nghệ RFID, để thực hiện truy xuất nguồn gốc toàn bộ vòng đời từ nguyên liệu thô đến sản phẩm hoàn chỉnh. Đồng thời, dây chuyền sản xuất cần giới thiệu công nghệ sản xuất thông minh, giám sát và phân tích thời gian thực các thông số trong quá trình sản xuất thông qua hệ thống MES, phát hiện bất thường sản xuất kịp thời và điều chỉnh các thông số quy trình. Ngoài ra, hiệu chuẩn thiết bị thường xuyên và đào tạo nhân viên cũng là chìa khóa để kiểm soát

Những khó khăn kỹ thuật của dây chuyền sản xuất PACK pin vỏ vuông chủ yếu tập trung vào hai khía cạnh của tích hợp quản lý nhiệt và sản xuất linh hoạt tự động. Về tích hợp quản lý nhiệt, do khối lượng lớn của pin vỏ vuông, tính đồng nhất tản nhiệt là vấn đề chính, dây chuyền sản xuất cần kiểm soát chính xác vị trí lắp đặt của các bộ phận quản lý nhiệt và lượng vật liệu dẫn nhiệt để đạt được sự tản nhiệt hiệu quả của bộ pin. Về sản xuất linh hoạt tự động, với sự đa dạng hóa của các mẫu xe năng lượng mới, thông số kỹ thuật của bộ pin cũng ngày càng tăng, dây chuyền sản xuất cần có khả năng nhanh chóng chuyển đổi thông số kỹ thuật sản xuất, thông qua thiết kế mô-đun và hệ thống lập lịch thông minh, thực hiện sản xuất dây

Trong tương lai, dây chuyền sản xuất PACK pin vỏ vuông sẽ phát triển theo hướng thông minh, xanh và hiệu quả cao. Về mặt thông minh, công nghệ sinh đôi kỹ thuật số sẽ được giới thiệu, quy trình sản xuất thực tế được mô phỏng thông qua dây chuyền sản xuất ảo, các thông số quy trình và quy trình sản xuất được tối ưu hóa. Về mặt xanh, thiết bị tiết kiệm năng lượng và vật liệu thân thiện với môi trường sẽ được sử dụng để giảm tiêu thụ năng lượng và phát thải chất thải trong quá trình sản xuất. Về hiệu quả cao, mức độ tự động hóa của dây chuyền sản xuất sẽ được cải thiện hơn nữa, chu kỳ sản xuất sẽ được rút ngắn và hiệu quả sản xuất sẽ được cải thiện. Những xu hướng phát triển này sẽ thúc đẩy nâng cấp công nghệ của